Растик ® - Ягодные пищевые красители

Ароматизация вин пряно-ароматическим сырьем с целью улучшения аромата, вкуса, придания лечебных свойств была известна в далеком прошлом.
Среди современных ароматизированных вин наибольшее распространение получили вермуты (от нем. vermut — полынь горькая),
которые готовят, как правило, на основе виноградных вин и виноматериалов.
В состав вермута, кроме вина, входят спиртовые настои (экстракты) из различных частей
пряно-ароматичных растений, этиловый спирт, сахароза и реже — сахарный колер [1].
Настои и экстракты получают в процессе настаивания растительного сырья в жидких растворителях. Одни из растительных ингредиентов придают вину характерный аромат, другие — характерный горьковатый вкус [2].
Основным показателем качества пряно-ароматического сырья является содержание в нем
эфирных масел, которое зависит от фазы развития растения и условий внешней среды [3].
Эфирные масла — смесь летучих веществ, образующихся в растениях и относящихся к различным классам органических соединений, преимущественно терпеноидам, реже — к ароматическим и алифатическим соединениям. Их содержание для различных растений составляет
от тысячных долей процента до 5 %, а для некоторых видов — 20 % [4, 5].
На выделение и качественные характеристики эфирных масел большое влияние оказывают
способы экстракции, поскольку использование высокой температуры способствует испарению
эфирных масел, а длительная экстракция ухудшает аромат экстрактов. По этой причине важное
значение при изготовлении водно-спиртовых экстрактов имеет поиск таких подходов, которые
позволят не только максимально сохранить эфирные масла, но и снизить затраты на их изготовление.
Целью данной работы было исследование влияния условий экстракции (подготовка пряноароматического сырья методом экструзии, температурный режим, концентрация спирта и длительность настаивания) на степень извлечения эфирных масел из пряно-ароматических растений при изготовлении водно-спиртовых экстрактов.
Объектом исследований служило пряно-ароматическое сырье, произрастающее на территории Республики Беларусь.
Важной стадией успешного изготовления водно-спиртовых экстрактов является подготовка
сырья. Как правило, для приготовления экстрактов необходимо предварительно измельчить
растительное сырье, так как из небольших частиц ценные вещества извлекаются быстрее и полнее. Обычно размер частиц для листьев, цветков и травы не должен превышать 5 мм, для стеблей, коры, корней — 3 мм, семян — 0,5 мм [6].
В проводимом опыте применялся наиболее перспективный способ получения высококачественных экстрактов — метод экструзии [7].
Технологический процесс производства экструдированного растительного сырья включает
следующие последовательно осуществляемые этапы: подготовка лекарственного и пряно-ароматического растительного сырья, взвешивание, предварительное измельчение от 2,0 до 5,0 мм,
смешивание (при изготовлении композиций), магнитную очистку (сепарацию), экструдирование, кондиционирование, измельчение и просеивание. Экструдирование осуществляется на
двухшнековом экструдере ЦУГФ-102249.010 с соблюдением следующих технологических параметров, при которых достигается наилучшее извлечение питательных веществ: рабочая температура — +50...+180 °С, частота вращения шнека дозатора — 80–92 мин–1, частота вращения
рабочих шнеков — 80–94 мин–1, частота вращения режущего устройства — 70–84 мин–1.
На выходе экструдированное сырье получается в виде гранул или порошка, которое не только сохраняет все свои свойства, но и позволяет проводить дальнейшую экстракцию растительного сырья в более короткие сроки по сравнению с классической технологией.
При получении экстрактов применяются различные растворители: вода, этанол, диоксид
углерода и другие экстрагирующие средства в зависимости от вида целевого компонента. Затем,
как правило, проводится концентрирование, гомогенизация и стерилизация, готовятся моноэкстракты или их смеси [8].
В данных исследованиях переработку растительного сырья осуществляли с обеспечением
максимального сохранения активных компонентов. В качестве основного растворителя при
создании экстрактов использовали этиловый спирт, так как в дальнейшем при создании ароматизированных вин он является наиболее приемлемым сырьем.

Кроме того, применяли специально подготовленную воду, поскольку при экстракции жесткость воды играет важную роль,
которая может оказывать отрицательное влияние на извлечение из сырья ряда веществ.
Максимальная концентрация спирта при изготовлении водно-спиртовых экстрактов составляет — 70–75 %. Однако, установлено, что с увеличением концентрации спирта в экстрактах
идет накопление эфирных масел, которые в больших количествах могут вызвать неприятные
вкусовые ощущения (терпеновые углеводороды — лимонен, камфен, пинен и т. д.) [9].
С ростом концентрации растворителя растет и содержание терпеновых углеводородов, которые при большой концентрации ухудшают органолептические качества экстрактов.
Терпеновые углеводороды при повышенной концентрации придают водно-спиртовым экстрактам резкий вкус, а при взаимодействии с водой образуются твердые терпенгидраты, которые
вызывают трудно устраняемую опалесценцию [9], поэтому целесообразно при изготовлении
водно-спиртовых экстрактов выбирать такую концентрацию спирта, которая позволит получать
экстракты с небольшим содержанием терпеновых углеводородов.
Результаты исследований позволили установить зависимость между концентрацией растворителя и общим содержанием эфирных масел по отношению к терпеновым углеводородамОтмечена четкая зависимость возрастания концентрации эфирных масел с увеличением концентрации растворителя. Так, при концентрации растворителя 20 % общее количество эфирных
масел составляет 4,2 г/100г, а терпеновых углеводородов из этого количества — 0,71 г/100 г.
При средней концентрации спирта 50 % общее количество эфирных масел составляет 5,7 г/100 г,
терпеновые углеводороды составляют 1,2 г/100 г, при максимальной концентрации спирта 80 %
общее содержание эфирных масел — 6,7 г/100 г, терпеновых углеводородов — 1,4 г/100 г.
В воответствии с полученными результатами следует вывод, что оптимальное содержание
терпеновых углеводородов наблюдается при концентрации спирта 50–60 %. В этом же диапазоне концентраций растворителя наблюдаются наилучшие органолептические характеристики.
На рис. 2 представлена профилограмма влияния терпеновых углеводородов на органолептические характеристики экстракта на примере семян тмина. Для остальных наименований пряноароматического сырья наблюдается аналогичная зависимость.
Рис. 2 показывает, что положительные органолептические свойства наблюдаются в диапазоне концентраций от 20–40 %, а наилучшие органолептические свойства — при концентрации
этилового спирта 40–60 %, уже начиная с 60%-й концентрации растворителя вкус водно-спиртовых экстрактов становится резким и появляется опалесценция.
Известно, что многие экстракты теряют свои целебные свойства, если при их приготовлении
происходит нагревание выше +50 °С. Повышение температуры экстрагента также нежелательно для эфиромасличных растений, так как при нагревании эфирные масла в значительной степени испаряются [9].
Рис. 2. Профилограмма влияния количества терпеновых углеводородов
на органолептические свойства экстрактов (семена тмина)
В проводимых исследованиях температурные режимы изготовления водно-спиртовых экстрактов изучали, исходя из накопления эфирных масел в экстрактах. Как известно, при увеличении температуры степень экстрагирования эфирных масел увеличивается, однако данный
процесс также имеет свои ограничения.
Проанализирована зависимость концентраций эфирных масел в температурном диапазоне от
+20...+85 °С. Температура выше такого диапазона не принималась, так как была отмечена потеря полезных веществ и эфирных масел, необходимых для полноты насыщения экстрактов.
Анализ литературных данных показал, что строгого значения минимума и максимума температурных режимов при изготовлении экстрактов не существует. Есть только общие рекомендации температурного режима, при повышении которого (+50 °С) могут происходить
потери эфирных масел [9].
По этой причине определение оптимальных температурных режимов проводили на различных видах пряно-ароматического сырья путем экстрагирования при периодическом перемешивании в течение 7 суток, интервал температур составил от +20...+85 °С, концентрация растворителя — 20–80 %.
Зависимость концентрации эфирных масел от температурных режимов представлена на
рис. 3 на примере нескольких разновидностей пряно-ароматического сырья при концентрации
растворителя 50 %.
Отмечено, что с повышением температуры содержание эфирных масел в экстрактах увеличивается и достигает максимума при +55 °С, но уже при температуре +60 °С начинается снижение концентрации эфирных масел. Так, если при температуре экстрагирования +50 °С количество эфирных масел у травы чабреца составляет 0,62 г/100 г, при температуре +55 °C — 0,63 г/100 г
(т. е. процесс накопления эфирных масел еще незначительно продолжается), то уже при температуре +60 °С наблюдается снижение концентрации эфирных масел и при температуре в +65 °С
составляет уже 0,58 г/100 г.
Повышенные значения температуры также негативно сказываются на органолептических
свойствах водно-спиртовых экстрактов, так как при повышенных температурах наблюдается
снижение концентрации эфирных масел, излишнее потемнение экстрактов и потеря ароматных
свойств. Зависимость изменений органолептических показателей водно-спиртовых экстрактов
для всех видов пряно-ароматического сырья является аналогичной.
При приготовлении водно-спиртовых экстрактов также немаловажную роль играет время
настаивания, поскольку от этого зависит степень насыщенности экстрактов и полнота вкусМаксимальное время настаивания при классическом способе изготовления экстрактов составляет 5–7 суток. При нагревании при высоких температурах оно сокращается до 12 ч (в основном
применимо для водных экстрактов и отваров).
Рис. 3. Зависимость экстрагирования эфирных масел от температуры (на примере листьев мелиссы,
цветков календулы и липы)
Исследования показали (на примере плодов фенхеля), что оптимальное накопление эфирных
масел достигается при температуре +20 °С и концентрации растворителя 50 % через семь суток
и составляет 6,42 г/100 г, при концентрации растворителя 20 % и температуре настаивания
+50(±5) °С через двое суток — 6,0 г/100 г. При температуре +20 °С и минимальной концентрации растворителя 20 % идет извлечение эфирных масел, но пониженная концентрация растворителя не позволяет в полной мере извлечь эфирные масла.
Проведены исследования по унифицированию и объединению методов дигестии и мацерации. Из существующих методов получения экстрактов были взяты за основу наиболее положительные признаки, которые послужили основой создания водно-спиртовых экстрактов
улучшенного качества. Каждый отличительный признак создания экстрактов был подтвержден исследованиями компонентного состава эфирных масел и органолептических характеристик.
Из всех вариаций наилучшие результаты показали эксперименты по двухступенчатому экстрагированию. На первом этапе проводили нагревание в температурном диапазоне +50(±5) °С
в течение суток при концентрации растворителя 20 %. Концентрацию растворителя взяли минимальную, так как повышенная концентрация растворителя при высоких температурах вызовет потери спирта, что нежелательно и увеличивает стоимость продукта. В течение экстрагирования проводили периодическое перемешивание, затем сливали. При втором заливе
использовали растворитель концентрацией 55 %, которая является наиболее приемлемой для
накопления терпеновых углеводородов. Нагревание при второй стадии не имеет смысла, так
как неизбежно приведет к потерям спирта. Экстрагирование при второй стадии вели в течение
двое суток, затем проводили слив и объединение экстрактов 1-го и 2-го сливов.
В табл. 1 приведены результаты эксперимента по методу экстрагирования по усовершенствованной технологии в сравнении с классической технологией для плодов фенхеля, для остальных
видов пряно-ароматического сырья наблюдается аналогичная зависимость.
Также одним из важных условий при создании водно-спиртовых экстрактов является накопление максимального количества в эфирных маслах пряно-ароматического сырья веществ, определяющих их дескрипторы запахов.

Усовершенствованная технология получения водно-спиртовых экстрактов позволяет получить экстракты более насыщенного аромата по сравнению с классической технологией.
На основании проведенных экспериментальных исследований разработана и научно обоснована усовершенствованная технологическая схема производства водно-спиртовых экстрактов из растительного сырья. Совершенствование технологии заключается в применении экструдированного растительного сырья и особом двукратном настаивании. Так, при первом
заливе используют 20 % водно-спиртовый раствор и проводят настаивание при температуре
+50(±5) °С при периодическом перемешивании в течение суток при периодическом перемешивании. Второй залив проводят при температуре +20(±5) °С, концентрация растворителя 55,0 %
при периодическом перемешивании в течение двух суток. Данные характеристики позволяют
накопить достаточно эфирных масел и сохранить свои органолептические характеристики при сокращении настаивания.

АВТОРЫ
М. В. Силич, научный сотрудник лаборатории хроматографических исследований;
И. М. Почицкая, кандидат сельскохозяйственных наук, начальник Республиканского контрольно-испытательного комплекса по качеству и безопасности продуктов питания

ЛИТЕРАТУРА
1. Vinod, K. Joshi. Influence of Ethanol Concentration, Addition of Spices Extract, and Level of
Sweetness on Physico-chemical Characteristics and Sensory Quality of Apple Vermouth / Vinod
K. Joshi, Danwant K. Sandhu // Department of Post-harvest Technology, Dr YS Parmar University
of Horticuture & Forestry, Nauni, Solan (HP) 173 230, India; Department of Microbiology, Guru
Nanak Dev University, Amritsar India. — Brazilian Archives of Biology and Technology. — V. 43,
N. 5. — 2000. — Р. 537–545.
2. Vermouth production technology — An overview / Parmjit S Panesar, Narender Kumar, Satwinder
S Marwaha, Vinod K Joshi // Natural Product Radiance. — Vol. 8 (4). — 2009. — Р. 334–344.
3. Смирнов, Е. В. Натуральные вкусоароматические вещества из растительных материалов
в производстве ароматизаторов / Е. В. Смирнов // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. — 2004. — №1. — С. 37–43.
4. Химический анализ лекарственных растений: учеб. пособие для фармацевтических вузов /
Е. Я. Ладыгина [и др.]; под ред. Н. И. Гринкевич, Л. Н. Сафронич. — М.: Высш. школа,
1983. — 176 с., ил.
5. Эфирные масла, общая характеристика [Электронный ресурс] / Зеленая аптека. — Режим
доступа: http://www.herbarius.info/. — Дата доступа: 27.08.2011.
6. Подготовка сырья [Электронный ресурс] / Narodmedik. ru. — Режим доступа: http://
narodmedick. ru/lekarstvo-obshie-svedenija/87-lekarstvo-podgotovka-surija. html. — Дата доступа: 18.11.2012.
7. Остриков, А. Н. Экструзия в пищевой технологии. / А. Н. Остриков, О. В. Абрамов, А. С. Рудометкин. — Спб.: ГИОРД, 2004. — 288 с.
8. Бакулина, О. Н. Растительные экстракты — идеи от природы / О. Н. Бакулина // Пищевые
ингредиенты: сырье и добавки. — 2005. — №1. — С. 40–42.
9. Экстрагирование // Ladniymir [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.ladniymir.com/forum/ekstragirovanie. — Дата доступа: 01.05.2012.